«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»

Прочитано: 67%

         Теоретические представления о квантовой корреляции базируются на двух основных предпосылках. С одной стороны, квантовая корреляция - одно из проявлений на микроскопическом уровне классических законов сохранения. Из известного, например, закона сохранения импульса следует постоянство суммы импульсов замкнутой системы взаимодействующих между собой тел. Зная начальный импульс одного или нескольких тел системы, можно вычислить импульс других тел. В этом случае можно сказать, что "импульсы тел, составляющих систему, коррелируют". Эта закономерность широко используется, например, в астрономии при расчетах звездных и планетных систем.
         С другой стороны, явление квантовой корреляции имеет важное отличие от классической. Классическая физика предполагает, что характеристики объекта - скорость, координаты, импульс и тд. - существуют как бы сами по себе вне зависимости от их измерения, то есть как объективные для данной системы свойства. С точки зрения квантовой физики у микрообъекта до измерения объективно нет таких характеристик - они появляются только в процессе взаимодействия частицы с макротелом - прибором. Этот процесс взаимодействия частицы с прибором в квантовой механике определяется как "затвердевание" частицы, которая обычно рассматривается как волна.
         Формулируя парадокс квантовой корреляции, Эйнштейн рассуждал следующим образом: "Предположим, что у нас есть волновой пакет из двух свободных микрочастиц, разлетающихся после столкновения. Их для наглядности представим в виде двух синусоид. Одна из синусоид натыкается на прибор, измеряющий амплитуду или фазу волны. И тут же теряет свою свободу и мгновенно "твердеет" не только первая частица, но и вторая, нетронутая, даже если они успели разлететься на расстояние, измеряемое световыми годами. Зафиксировав прибором фазу одной синусоиды, мы совершенно однозначно фиксируем и состояние другой - отлетевшей - микрочастицы".
         Парадокс ЭПР обычно иллюстрируется поставленным еще в 1949 году опытом By. Два фотона - гамма-кванта - при аннигиляции электрона с позитроном разлетались в противоположные стороны. Как только измерительный прибор-модулятор определял вектор поляризации одного фотона, сразу же "твердея" вектор и у другого квантового "брата". Стоило повернуть плоскость поляризации одного фотона, как немедленно, синхронно поворачивалась и плоскость другого.
         Опыт показал, что, воздействуя на одну волну-частицу, мы можем мгновенно передавать сигналы другой, не обмениваясь при этом энергией.
         Существует две достаточно далеких друг от друга точки зрения на природу квантовой корреляции. Согласно наиболее распространенному мнению, квантовая корреляция - одно из следствий основных принципов квантовой механики и не нуждается в каком-то более детальном объяснении, равно как и другие "парадоксальные" квантово-механические явления (туннельный эффект, сверхпроводимость и т.д.).
         По мнению таких сторонников этого взгляда, как А.П. Александров и Е. Вигнер, дальнодействие просто неизбежная особенность квантовой механики, вытекающая из ее математического аппарата.
         Уже при построении квантовой механики было принято, что частица классической физики ведет себя как пакет воли, который "размазывается" по пространству и заполняет собой весь мир. То есть про волновой пакет, не привязанный полями к другим материальным объектам, можно сказать, что он находится всюду, но конкретно нигде. Когда же эта волна-частица сталкивается с преградой, то она мгновенно стягивается в точку.
         Такое странное поведение материи не только предсказывается теоретически, но давно обнаружено экспериментально. Например, поодиночке выпускали неделимые кванты на экран с небольшими дырками - одной из разновидностей такого эксперимента был нашумевший в свое время опыт американских физиков Пфлигора и Мандела. И оказалось, каждая микрочастица разбегается по вселенскому полю возможных траекторий, проходя через все отверстия. Создается впечатление, что каждый волновой пакет при своем движении обозревает и оценивает экспериментальную ситуацию поверх пространства, мгновенно получая информацию даже о самых далеких, но допустимых путях. Г. Стэпп заметил по этому поводу: "Центральная тайна квантовой теории заключена в вопросах: Как может информация собираться столь быстро? Как может частица знать о том, что есть две щели? Как может информация о том, что происходит повсюду, собираться и влиять на то, что может произойти здесь? Квантовые явления дают, на первый взгляд, свидетельство того, что информация передается способом, который необъясним классически.
         Итак, идея, что информация передается со сверхсветовой скоростью, априори не кажется абсурдной". Кажется очевидным, что позиция физиков, предпочитающих объяснение дальнодействия "мгновенным стягиванием волнового пакета" сверхсветовому дальнодействию полевого типа, происходящему на некотором "субквантовом уровне", то есть обменом какими-то "квантино", вызвана желанием избежать противоречий с одним из основных постулатов теории относительности-постулатом о скорости света как предельно достижимой в природе.
         Однако существует довольно большая группа теоретиков, полагающих, что квантовая корреляция нуждается в другом объяснении. В частности, было выдвинуто предположение, что квантовая корреляция свидетельствует о нелокальном взаимодействии между различными частями квантовой системы, происходящем на некотором "субквантовом" уровне.
         Под "нелокальным" понимается такой механизм взаимодействия, когда частица "чувствует" наличие поля вне границ его существования. Это "сверхчувственное восприятие" частиц подтверждено экспериментально и носит название эффекта Ааронова-Бома, и то обстоятельство, что свойство квантовой нелокальности присуще микрообъектам, не вызывает сомнений. Вполне понятно, что явление квантовой корреляции, "из-за которого вроде бы летит ко всем чертям эйнштейновский запрет на сверхсветовые скорости" и которое сам создатель теории, относительности называл "телепатией", явилось одним из основных пунктов его критики в адрес квантовой механики, противником которой Эйнштейн был последние десятилетия своей жизни. По иронии судьбы может оказаться, что это определение - "телепатия",- в которое Эйнштейн, как кажется, не вкладывал ничего, кроме сарказма, станет пророческим. Ну что ж, фантазия истории не блещет разнообразием: опять то же самое "мистическое дальнодействие", в допущении которого в науку Лаплас упрекал Ньютона.

«««Назад | Оглавление | Каталог библиотеки | Далее»»»